(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
魚類の鮮度を測定するための核酸関連物質測定システムであって、魚肉の体液と固形分を分離するための純化容器、及び、作用極、参照極、対極を有し、前記魚類の体液中に含まれる核酸関連物質と反応する酵素試薬を含むセンサと、
前記作用極と前記対極との間に電圧を印加したときに流れる電流値に基づいて、前記魚類の体液に含まれる核酸関連物質量を算出する測定器本体と、
を備え、
前記魚類の鮮度を測定する核酸関連物質が、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）であることを特徴とする核酸関連物質測定システム。
【請求項２】
魚類の鮮度を測定するための核酸関連物質測定システムであって、魚肉の体液と固形分を分離するための純化容器、及び、作用極、対極を有し、前記魚類の体液中に含まれる核酸関連物質と反応する酵素試薬を含むセンサと、
前記作用極と前記対極との間に電圧を印加したときに流れる電流値に基づいて、前記魚類の体液に含まれる核酸関連物質量を算出する測定器本体と、
を備え、
前記魚類の鮮度を測定する核酸関連物質が、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）であることを特徴とする核酸関連物質測定システム。
【請求項３】
前記純化容器と前記センサが連結されている請求項１または２に記載の核酸関連物質測定システム。
【請求項４】
前記純化容器の内部に、固形分の濾過を行う孔径１ミクロン以上の素材、及び前記素材の孔径よりも小さい濾過を行う素材の、少なくとも２種類を配置する請求項１〜３のいずれか１項に記載の核酸関連物質測定システム。
【請求項５】
前記固形分の濾過を行う素材の直径Ｄと、厚みＬとの比であるＬ／Ｄが、０．００１〜５の範囲にある請求項１〜４のいずれか１項に記載の核酸関連物質測定システム。
【請求項６】
前記純化容器は、一対の重ね合わせ構造を有し、魚肉の配置部、魚肉の押し潰し板を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の核酸関連物質測定システム。
【請求項７】
前記センサにおいて、作用極上に、厚さ０．０５〜５μｍの過酸化水素選択膜が被覆されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の核酸関連物質測定システム。
【請求項８】
前記センサにおいて、カタラーゼ活性阻害剤が含まれている請求項１〜７のいずれか１項に記載の核酸関連物質測定システム。
【請求項９】
魚類の鮮度を測定する魚種が、マグロ、カツオ、タイ、ブリ、ハマチ、ヒラメである請求項１〜８のいずれか１項に記載の核酸関連物質測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、魚類の核酸物質量を測定するシステム及び核酸関連物質方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の水産物の品質評価方法は専門的知識と高度な機器が必要であるため、だれもが測定できる手法ではない。そのため、水産流通の現場での品質評価は、生産者、市場、仲買、小売店の段階でそれぞれの経験値（目利き）でそれぞれの基準で評価されている。すなわち、最終的な消費者への情報は生産者の情報は伝えられず、小売店での目利きでの情報がそのまま購買のための情報となっている。このことは生産者やその後の流通業者が鮮度や品質の良さにそれぞれが努力を配しても、結果として、品質情報が消費者へ伝達できないこととなり、品質に応じた適価で水産物が価格形成されていない状況となっていると思われる。これらの現状では生産者が高品質な水産物を提供しても魚価がそれ相応に向上しない原因と結びついていると考える。
【０００３】
また、水産加工業者は高品質でおいしい加工品を製造するためには鮮度の良い原料を望んでいるが、鮮度の適確な測定手段がないため、一定の品質の加工品を製造できないとの問題がある。このような背景下、漁業生産者は小型で簡便・迅速・高精度の鮮度等の品質を評価するための機器開発を強く望んでいる。
【０００４】
一方、消費者の水産物に対する安全・安心の意識が高まりに加え、鮮度を含めた品質情報も消費者の知りたい情報になっており、特に鮮度は衛生的観点からも重要な指標にもなっている。中央水産研究所の消費者調査では、原産地情報や出荷日等の生産者情報を付加した水産物は、多少高価であっても購買するとの意思傾向を示している。この点からも生産者から消費者まで、水産流通システムに客観的に評価できる品質評価情報が必要であると考える。それを達成するには簡便・迅速・正確に測定できる安価な品質評価機器の開発が必要である。
【０００５】
これまで，品質評価としてアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）等の核酸関連物質を測定するＫ値が主として使用されている。この測定には水産物を破壊後、強酸にて抽出したサンプルを液体クロマトグラフィー等にて測定し、それらの測定値を基に計算によって鮮度を数値化する方法であり、正確な数値ではあるものの、測定に時間と専門的知識と器具・装置を必要とし、生産者や水産流通業者、あるいは小売店等の水産流現場で測定できる手法ではない。
【０００６】
従来、水産物の鮮度指標はＫ値の基本となる、魚肉中のアデノシン三リン酸の測定が最も鮮度を反映すると考えられるが、アデノシン三リン酸は分解が速く魚類に含有する量が少なく、測定不可なため、イノシン酸（ＩＭＰ）等のアデノシン三リン酸の分解核酸関連物質を測定し、その変化率をＫ値として鮮度評価指数としている。
魚肉中のアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）を代表として、核酸関連物質を、生産、市場、仲買、小売店、及び消費の現場にて、簡便・迅速・正確に測定できる安価な鮮度評価システムが強く望まれている。
【０００７】
かかる問題を解決する手段として、生物発光試薬を用いたアデノシン酸エステルの定量法が提案されている（特許文献１）。この方法は、ニ価金属イオンの存在下、資料から抽出したＡＴＰにルシフェリン、及びルシフェラーゼを作用させることで発光させる。この発光は、１分子あたり１個のフォトンが検出されるので、発光時間に対する値を積分することによってＡＴＰを定量的に検出するものである。ルシフェリン−ルシフェラーゼによる生物発光法は、ＡＴＰを迅速に定量できる利点がある反面、発光が非常に短時間で消失する発光安定性が悪いという課題を有しているため、ＡＴＰ再生反応系を形成することで、発光量を減衰することなく発光安定性を獲得する方法が考案されている。
【０００８】
しかしながら、生物発光法によるアデノシン酸エステルの定量化は、発光検出装置が高価な上、光学経路や集光部、受光部等の光学系の空間を必要とし、小型化が困難であり、食品検査等の各現場での使用は不向きであった。
【０００９】
更に生物発光法による分析方法は、牛乳や血液等、不透明な試料は、微弱な光を遮光するため、そのまま測定することが困難であった。
【００１０】
特に、魚類の体液は魚肉に含まれているため、魚肉の体液と固形分を分離しなければ、測定は不可能である。また、魚肉の体液と固形分を分離できたとしても、魚肉の体液には、たんぱく質が多く含まれているため、試料が不透明であるため、測定は不可能である。測定セルの側面には、たんぱく質が多量に付着することが予測され、検出感度も大きく低下することが予測される。魚肉の体液で測定を可能にするためには、試料を希釈することが考えられるが、測定対象物質であるアデノシン酸エステルの濃度が低下してしまい、測定精度が低下する結果となる。
【００１１】
生物発光法の問題を解決する手段として、電気化学法によるアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）測定装置が提案されている（特許文献２）。電気化学測定法は、試料が不透明であっても、試料中に阻害物質がなければ、測定が可能である。
【００１２】
この方法は、特定の酵素あるいは試薬濃度が各々異なる反応層を複数有することで、低濃度から高濃度まで、幅広い範囲のアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）濃度を測定できるとしている。
【００１３】
しかしながら、電気化学測定法を用いても、魚類の体液は魚肉に含まれているため、魚肉の体液と固形分を分離しなければ、測定は不可能である。
【００１４】
魚肉から体液を採取する方法として、液体クロマトグラフィー等にて測定を行う場合、水産物を破壊後（手動でおろした後）、強酸にて抽出したサンプルを使用している。体液の採取には、専門的知識と器具必要とし、生産者や水産流通業者、あるいは小売店等の現場で測定できる手法ではない。
【００１５】
また、魚肉の体液と固形分を分離できたとしても、魚肉の体液には、たんぱく質が多く含まれているため、電極の表面たんぱく質が多量に付着することが予測され、検出感度も大きく低下することが予測される。本実施例では、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）、及び緩衝液は、市販の試薬を使用しており、実サンプルを用いていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特許第３４０９９６２号公報
【特許文献２】特開２００８−９６１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従来の核酸関連物質測定法は、水産物を破壊後、強酸にて抽出したサンプルを液体クロマトグラフィー等にて測定し、それらの測定値を基に計算によって鮮度を数値化する方法が採用されている。正確な数値ではあるものの、測定には、時間と専門的知識と器具・装置を必要とし、生産者や水産流通業者、あるいは小売店等の水産流現場で測定できる手法ではない。
【００１８】
生物発光法は、発光検出装置が高価な上、光学経路や集光部、受光部等の光学系の空間を必要とし、小型化が困難であり、食品検査等の各現場で使用できない問題点があった。また、魚肉の体液と固形分を分離できたとしても、魚肉の体液には、たんぱく質が多く含まれているため、試料が不透明であるため、測定は不可能であった。
【００１９】
電気化学測定法は、試料が不透明であっても、試料中に阻害物質がなければ、測定が可能である。しかし、魚類の体液は魚肉に含まれているため、魚肉の体液と固形分を分離しなければ、測定できない問題点があった。魚肉の体液には、たんぱく質が多く含まれているため、電極の表面たんぱく質が多量に付着し、検出感度が低下する問題点があった。
【００２０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、水産流通の生産者、市場、仲買、小売店の各段階で、水産物の鮮度指標となる核酸関連物質量の測定を可能とする核酸関連物質測定システム、及び前記核酸関連物質測定システムを使用した核酸関連物質測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成するために、本発明の第１発明は、魚類の鮮度を測定するための核酸関連物質測定システムであって、魚肉の体液と固形分を分離するための純化容器、及び作用極、参照極、対極を有し、前記魚類の体液中に含まれる核酸関連物質と反応する酵素試薬を含むセンサが配置され、前記作用極と前記対極との間に電圧を印加したときに流れる電流値に基づいて、前記魚類の体液に含まれる核酸関連物質量を算出する測定器本体と、を備え、前記魚類の鮮度を測定する核酸関連物質が、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）である核酸関連物質測定システムを提供する。また、前記目的を達成するために、本発明の第２発明は、魚類の鮮度を測定するための核酸関連物質測定システムであって、魚肉の体液と固形分を分離するための純化容器、及び作用極、対極を有し、前記魚類の体液中に含まれる核酸関連物質と反応する酵素試薬を含むセンサが配置され、前記作用極と前記対極との間に電圧を印加したときに流れる電流値に基づいて、前記魚類の体液に含まれる核酸関連物質量を算出する測定器本体と、を備え、前記魚類の鮮度を測定する核酸関連物質が、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）である核酸関連物質測定システムを提供する。
【００２２】
さらに、本発明は、魚類の体液中に含まれる核酸関連物質と酵素試薬との反応により、電極に流れる電流値を使用して魚類の鮮度を測定する、核酸関連物質測定方法を提供する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、水産流通の生産者、市場、仲買、小売店の各段階で、水産物の鮮度指標となる核酸関連物質量の測定が可能となる。これにより、品質に応じた水産物の価格形成が可能となり、消費者の食の安全、安心に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る核酸関連物質測定システムを示すモデル写真図である。
【図２】図１に示した核酸関連物質測定システムを構成するセンサを示す斜視図である。
【図３】図１に示した核酸関連物質測定システムを構成する純化容器に連結したセンサを示す斜視図である。
【図４】センサの変形例を示すモデル写真図である。
【図５】（ａ）は仕切り板を有する純化容器を示す分解斜視図であり、（ｂ）はこの純化容器で体液を採取している状態を示す斜視図である。
【図６】（ａ）はセンサのベースプレートを示す平面図であり、（ｂ）はセンサのベースプレートを示す側面図である。
【図７】（ａ）はセンサのカバープレートを示す平面図であり、（ｂ）はセンサのカバープレートを示す側面図である。
【図８】（ａ）は仕切り板を有する純化容器を示す分解斜視図であり、（ｂ）はこの純化容器で体液を採取している状態を示す斜視図である。
【図９】（ａ）は仕切り板を有する純化容器を示す分解斜視図であり、（ｂ）純化容器で体液を採取している状態を示す斜視図である。
【図１０】（ａ）は仕切り板を有する純化容器の変形例を示す分解斜視図であり、（ｂ）はこの純化容器で体液を採取している状態を示す斜視図である。純化容器の変形例を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）はセンサのベースプレートの変形例を示す平面図であり、（ｂ）はこのセンサのベースプレートを示す側面図である。
【図１２】（ａ）はセンサのカバープレートの変形例を示す平面図であり、（ｂ）はこのセンサのカバープレートを示す側面図である。
【図１３】純化容器の変形例を示す斜視図である。
【図１４】アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）の、経過時間に対する電流値の関係を示すグラフ（散布図）である。
【図１５】イノシン酸（ＩＭＰ）の、経過時間に対する電流値の関係を示すグラフ（散布図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の核酸関連物質測定システムは、簡易、かつ迅速に核酸物質量を測定できる。この核酸関連物質測定装置は、純化容器１、センサ６、及び測定器本体からなり、例えば、図１（ａ）（ｂ）に示すように、携帯型として、水産流通の生産者、市場、仲買、小売店の各現場で使用することができる。
【００２７】
純化容器１について説明する。魚類、特にマグロ、カツオ、タイは、鮮度が高い程、ドリップといわれる体液の漏出は少ない。このドリップの成分は、解凍の際に生じた細胞膜の破れた内容物や、溶血といわれる赤血球の殻が破れた内容物が主な成分であるため、核酸関連物質の濃度が低く、測定サンプルには適さない。また、核酸関連物質は、過度のせん断力や熱が加わると、簡単に分解してしまうため、フードプロセッサー等のミキサーにかけることができない。
【００２８】
純化容器１は、魚肉に強いせん断力や熱を加えることなく、簡易に、体液、又は体液を多く含んだ固形分を得ることが可能である。図５に示すように、純化容器１は、１例として、押し子３、魚肉の配置部（外筒）４、開口部を有する仕切り板５を有する。採取した魚肉は、押し子３をセットすることで、魚肉が開口部を有する仕切り板５で圧縮、細分化され、固形分と体液、又は体液を多く含んだ固形分に分離される。図２に示すように、分離された体液、又は体液を多く含んだ固形分を、センサ６の電極部７に配置することで、電気化学測定が可能となる。
【００２９】
電気化学測定において、３電極を用いると、印加する基準電位を正確に設定することができ、測定精度を高めることが可能となる。測定手順は、作用極と参照極に印加する電圧を、例えば、０．１Ｖ〜０．９Ｖの範囲で、検出対象に応じて電圧を設定し、その電圧における作用極と対極間に流れる電流値を測定し、核酸関連物質量として表示する。
【００３０】
酵素試薬は、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）を検出する場合、例えば、グリセロールキナーゼ（ＧＫ）とグリセロール-３-リン酸オキシダーゼ（Ｇ３ＰＯ）の２種類の酵素による２段階の酵素反応、ピルビン酸デヒドロゲナーゼをグルタルアルデヒド溶液の蒸気に曝して、グルタルアルデヒドとピルビン酸デヒトロゲナーゼの架橋を形成し、酵素を電極に固定する等の方法があげられる。
【００３１】
図３に示すように、前記純化容器１に、センサ６が連結されていると、簡易性を更に高めることが可能である。
【００３２】
純化容器１は、１例として、押し子３、魚肉の配置部（外筒）４、開口部を有する仕切り板５、及びセンサ６の配置部を有する。採取した魚肉は、押し込み蓋をセットすることで、魚肉が開口部を有する仕切り板５で圧縮、細分化され、固形分と体液、又は体液を多く含んだ固形分に分離される。分離された体液、又は体液を多く含んだ固形分は、配置されたセンサ６の電極部７に移動し、酵素反応による電気化学測定が可能となる。
【００３３】
また、純化容器１は、例えば、端部の肉厚を薄くすることで、魚肉の採取容器の役割を持たせ、サンプル採取、魚肉の固形分と体液の分離、センサへの体液の移動を一つの純化容器１で行うことも可能である。
【００３４】
前記純化容器１の内部に、固形分の濾過を行う孔径１ミクロン以上の素材、及び前記素材の孔径よりも小さい濾過を行う素材の、少なくとも２種類を配置することで、魚肉から分離した体液の純度を高めることができ、検出感度を更に高めることが可能となる。
【００３５】
純化容器１に魚肉を配置し、押し子３をセットすることで、体液、又は体液を多く含んだ固形分に分離される。体液、又は体液を多く含んだ固形分には、多くのたんぱく質、脂質が含まれており、作用極の表面に付着し検出感度を低下させる懸念がある。
【００３６】
図８又は図９に示すように、純化容器１の魚肉の配置部（外筒）４と、開口部を有する仕切り板５の次に、固形分の濾過を行う孔径１ミクロン以上の濾過素材８を配置することで、たんぱく質、脂質を吸着することが可能となり、更に純度の高い体液を採取することが可能となる。
【００３７】
濾過を行う素材の孔径は、１ミクロン以上の素材と、それより小さい孔径の複数種類の濾過素材９を使用することで、更に、たんぱく質、脂質を吸着することが可能となり、体液と酵素試薬を混合する場合において、迅速に溶解させることが可能となり、検出時間を短くすることができる。
【００３８】
濾過、及び吸着を行う素材は、ポロプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、レーヨン、アクリル系樹脂等の高分子からなる繊維集合体、発砲体、ガラス繊維等があげられる。
【００３９】
また、魚肉の体液の濡れ性を改善する方法として、コロナ放電処理、酸素プラズマ処理、蒸着法、親水性樹脂のディッピング処理等により、素材の表面を親水化してもよい。
【００４０】
前記固形分の濾過を行う素材の直径Ｄと、厚みＬとの比であるＬ／Ｄは、体液に含まれるたんぱく質、脂肪を吸着し、かつ測定に必要な体液量を確保する観点から、０．００１〜５の範囲が好ましく、０．００３〜１の範囲であることがより好ましい。
【００４１】
また、純化容器１を使用しない他の方法として、例えば、固形分の濾過を行う孔径１ミクロン以上で縦・横５ｃｍ、厚さ０．２ｃｍの素材、又は前記素材の孔径よりも小さい濾過を行う素材の、少なくとも２種類を有する素材の中心部に魚肉を配置し、魚肉を素材で包み、手動で魚肉に圧力を加えて濾過を行い、体液をセンサ６に滴下する方法があげられる。
【００４２】
この他、例えば、固形分の濾過を行う孔径１ミクロン以上で縦・横３ｃｍ、厚さ０．２ｃｍの素材、又は前記素材の孔径よりも小さい濾過を行う素材を使用し、魚肉に素材を押し当て、魚肉を含んだ体液を吸収させた後、手動で素材を圧縮して濾過を行い、体液をセンサ６に滴下する方法があげられる。
【００４３】
この他、前記素材を綿棒のように固定し、魚肉を含んだ体液を吸収させた後、体液をセンサ６に滴下する方法があげられる。
【００４４】
前記純化容器１は、図１３に示すように、バネ１０を有するクリップ構造とすることで、配置された魚肉を、自動的に押し潰すことで、容易に体液を採取することが可能となる。操作手順は、例えば、魚肉をクリップする２枚の板の片側にセンサ６を配置し、その上に魚肉を配置する。バネ１０の力によって片側の板が魚肉を押し潰すことによって、下側に配置されたセンサ６に体液が流れ、測定が可能となる。センサ６の電極は、それぞれが同じ体液と接液していればよく、例えば、作用極のみがディスポーザブルとした場合、体液が作用極と接すると同時に、参照極、対極は、体液の近傍にある魚肉と接触することで、測定は可能となる。
【００４５】
前記純化容器１は、一対の重ね合わせ構造とすることでも、容易に体液を採取することが可能となる。例えば、片側の容器で魚肉を採取し、もう片方の容器を重ね合わせ、配置された魚肉を押し潰すことによって、センサ６に体液を供給することができ、核酸関連物質量を簡易に計測することが可能となる。センサ６の電極は、それぞれが同じ体液と接液していればよく、例えば、作用極のみがディスポーザブルとした場合、体液が作用極と接すると同時に、参照極、対極は、体液の近傍にある魚肉と接触することで、測定は可能となる。
【００４６】
前記センサ６の電極の種類は、作用極、対極の２種類であってもよい。
【００４７】
例えば、特願２００５−３２８９６２号では、アデノシン三リン酸増幅反応とアデノシン三リン酸再生反応を一対の反応系となし、その反応回数を繰り返すことによって、アデノシン三リン酸を増幅させ、酸化還元酵素を使用して、電気化学検出することが提案されている。これにより、低濃度の検体であっても、増幅して高い電流値が得られれば、２電極のセンサであっても良い。
【００４８】
ただし、増幅に必要な時間は１０分以上が必要であるため、研究試験用途とするなど、用途を選択することが必要である。
【００４９】
前記センサ６は、作用極をディスポーザブルとし、他の電極、例えば参照極、対極を、棒状の電極として繰り返し使用しても良い。
【００５０】
ディスポーザブル基板を作用極のみとするとすることで、被覆する電極が１種類となるため、小ロットの製造においても、低コストでの生産が可能である。大量生産においても、基板の面積を小さくすることができ、1枚のマスキングを施した基板に、数百個の作用極チップを製造することが可能となり、普及性を高めることが可能となる。
【００５１】
作用極の電極面積は、作用極と対極の間を流れるベース電流値の値を高めることなく、反応場である作用極の面積を大きくすることでシグナル電流値を増大させる範囲として、０．００５ｃｍ２〜５ｃｍ２の範囲が好ましく、０．０５ｃｍ２〜２ｃｍ２の範囲であることがより好ましい。
【００５２】
電極の形成方法は、蒸着法、スパッタリング法、電気メッキ、シルクスクリーン印刷等があげられる。電極の電気抵抗値は、電極の形成法によって異なるため、必要とされる感度に応じて、適宜選択することが好ましい。
【００５３】
鮮度測定において、参照極、対極は、作用極と同じ体液に接液に接液していれば良い。純化容器１によって分離された、体液を多く含んだ固形分をセンサ６に配置することで、作用極、参照極、対極を、体液と接液でき、鮮度測定が可能となる。
【００５４】
前記センサ６は、全ての電極が繰り返し使用可能な、例えば、棒状の電極であってもよい。作用極を棒状の電極とした場合、電極面積が小さくなることにより、感度が低下することが懸念されるため、作用極の電極面積は、０．００５ｃｍ２〜５ｃｍ２の範囲が好ましく、０．０５ｃｍ２〜２ｃｍ２の範囲であることがより好ましい。
【００５５】
作用極を棒状の電極として繰り返すためには、例えば、エポキシ樹脂、キトサンを使用した固定化用膜、多孔質構造膜、光硬化性樹脂等に酵素を包埋させる方法があげられる。
【００５６】
前記センサは、作用極上に過酸化水素選択膜を被覆することで、更に、測定精度を高めることが可能となる。電気化学検出法では、例えば、核酸関連物質と酵素との反応によって、過酸化水素を発生させ、その電気分解によって得られた電流値を、核酸関連物質量として計測を行う。魚類には、ビタミン、カタラーゼ等の抗酸化物が含まれており、活性酸素の一種である過酸化水素を消失させる作用がある。
【００５７】
作用極上に、分子量の大きい抗酸化物質は通さず、分子量の小さい過酸化水素のみを透過させる過酸化水素選択膜を被覆することで、核酸関連物質と酵素との反応によって発生した過酸化水素のみを電気化学検出することが可能となり、測定精度を高めることが可能となる。
【００５８】
過酸化水素選択膜に使用される材料は、酢酸セルロース、アセチルセルロース膜、陰イオン交換樹脂の一種であるナフィオン、フッ素樹脂、牛血清アルブミンをグルタルアルデヒドで架橋した膜、光架橋性ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等があげられる。
【００５９】
過酸化水素選択膜は、０．０５〜５ミクロンの範囲であることが好ましく、０．１〜１ミクロンの範囲であることがより好ましい。
【００６０】
前記センサ６の感度を高める他の方法として、抗酸化物質であるカタラーゼの活性阻害剤が含まれていてもよい。カラターゼ活性阻害剤の添加によって、核酸関連物質と酵素との反応によって発生した過酸化水素は、消失することなく電気化学検出が可能となる。
【００６１】
カラターゼ活性阻害剤は、マレイン酸、アスパラギン酸、リンゴ酸等があげられる。
【００６２】
前記純化容器に配置する魚肉の用量は、０．１〜５０ｇの範囲が好ましく、１ｇ〜１０ｇの範囲がより好ましい。例えば、一つのセンサ基板に作用極、参照極、対極が配置されている場合は、魚肉の用量は１ｇ〜５ｇ程度で十分であるのに対し、例えば、作用極のみがディスポーザブル基板で、他の電極は繰り返し使用される棒状の場合は、各電極が接液させるために、５ｇ〜２０ｇが必要となる。選択されるセンサ６の形式に応じて、適宜、魚肉の用量を選択することが望ましい。
【００６３】
魚類の鮮度を測定する核酸関連物質は、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）、アデノシン２リン酸（ＡＤＰ）、アデノシン１リン酸（ＡＭＰ）、イノシン酸（ＩＭＰ）、イノシン（ＨｘＲ）、ヒポキサンチン（Ｈｘ）があげられ、測定目的に応じて、適宜、選択することが望ましい。
【００６４】
例えば、漁獲された直後の鮮度を測定する目的では、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）の含量を測定することで、鮮度に応じた魚価決定の指標とすることが可能である。また、流通、小売の段階では、例えば、うまみ成分であるイノシン酸（ＩＭＰ）を測定することによって、刺身のおいしさを数値化し、消費者への安全・安心への要求に答えることが可能となる。また、こうした鮮度測定は、食品の廃棄に繋げることが目的でなく、刺身、漬け、加工用といった使用用途の最適化を行うことで、適正な海産資源の利活用に貢献するものである。
【００６５】
核酸関連物質は、魚類のなかでも回遊する魚種に多く含まれており、鮮度を測定する魚種は、マグロ、カツオ、タイ、ブリ、ハマチ、ヒラメが好ましく、なかでもマグロ、カツオ、タイ、ブリがより好ましい。
【００６６】
魚類の体液中に含まれる核酸関連物質と酵素試薬との反応により、電極に流れる電流値を使用して魚類の鮮度（核酸関連物質）を測定する方法は、システムを小型化でき、簡易、迅速、低コスト測定が可能となるため、生産者、市場、仲買、小売店の各段階で使用することが可能である。
【００６７】
水産物のトレーサビリティとは、誰が魚をいつ、どこで、どのように漁獲、水揚げしたのか、セリの後にそのような条件で消費者まで届けたのかを明らかにし、品質管理の実態を開示することである。現在、ICタグと呼ばれる小さなチップに、これらの情報を入力し、食品の安全管理に活用することが試みられている。
【００６８】
核酸関連物質測定システムにより、生産者、市場、仲買、小売店の各段階における鮮度情報が入力、開示されるようになれば、食の安全を数値にて知ることができ、画期的なトレーサビリティシステムを提供することが可能となる。
【００６９】
核酸関連物質測定システムにより、個別の魚類の鮮度状態を把握できることで、科学的な数値による魚価の決定、魚価の適正価格を実現することが可能となる。同時に、測定された核酸関連物質量に応じて、刺身、漬け、加工食品といった用途を選択することで、海産資源の有効利用が可能となる。
【実施例】
【００７０】
以下に実施例を説明する。本実施例で示した核酸関連物質測定システムは一例であり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[基準となる核酸関連物質測定方法]
【００７１】
生本マグロの赤身２ｇを採取し、１０ｍｌ水冷１０％過塩素酸中でホモジナイズした後、６０００ｒｐｍ・１０分で遠心分離を２回繰り返し、上精を集めた。次に、上精を５規定水酸化カリウム水溶液でｐＨ７．０前後に中和し、蒸留水で２５ｍｌに定溶したものを粗抽出液とし、高速液体クロマトグラフ（島津製作所、ＬＣ１０Ａｖｐ、分析条件はカラム：信和化工ＳＴＲ−ＯＤＳII、移動相：１００ｍＭリン酸−トリメチルアンモニウム緩衝液／アセトニトリル＝１００／１、流速：１ｍｌ／分、カラム温度：４０℃、検出波長：ＵＶ２５４ｎｍ、制御・データ解析ソフト：島津製作所ＣＬＡＳＳ−ＶＰ）で定量分析した。
[基準となる核酸関連物質測定結果]
【００７２】
漁獲から推定２、６、１２、２４、３６、４８時間経過した、生本マグロの尾部の赤味（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ）を採取し、クロマトグラフの各ピーク面積から、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）、アデノシン２リン酸（ＡＤＰ）、アデノシン１リン酸（ＡＭＰ）、イノシン酸（ＩＭＰ）、イノシン（ＨｘＲ）、ヒポキサンチン（Ｈｘ）の濃度を算出した。次に、核酸関連物質の全濃度に対する、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）、及びイノシン酸（ＩＭＰ）の濃度（％）を算出した。
【００７３】
アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）濃度は、ａ：８７％、ｂ：６８％、ｃ：４５％、ｄ：２１％、ｅ：５％、ｆ：２％であった。イノシン酸（ＩＭＰ）濃度は、ａ：４％、ｂ：１０％、ｃ：３７％、ｄ：６６％、ｅ：７９％、ｆ：５８％であった。
[実施例１]
[純化容器の製作と体液の採取]
【００７４】
テルモ社製シリンジ（未滅菌、５ｍｌ）を使用し、内部に仕切り板５を設けた。仕切り板５は、アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を使用し、射出成形法により、幅５ｍｍ、直径は外筒４の内径よりも０．８ｍｍ小さい仕切り板５を製作した。次に、生本マグロの赤身３ｇをシリンジ内に配置した後、押し子３を押して赤味を圧縮し、外筒４と仕切り板５の隙間から体液を通過させ、シリンジの先端から体液を得た。
[アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）センサの製作]
【００７５】
図７に示すように、アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を使用し、射出成形法により、長さ４０ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚み１ｍｍのベースプレート１１を形成した。次に、ベースプレート１１にマスキングを施し、蒸着装置〔（株）アルバック社製、型式：ＵＥＰ〕を用い、作用極（白金）、参照極（銀／塩化銀）、対極（白金）を形成した。具体的に、第１電極部の直径は２ｍｍであり、第２電極部の直径は４ｍｍである。
【００７６】
次に、作用極（金）上に、浸漬法により酵素試薬（グリセロールキナーゼ（ＧＫ）とグリセロール-３-リン酸オキシダーゼ（Ｇ３ＰＯ）を塗布して固定した。酵素試薬の厚みは、０．０２μｍである。
【００７７】
次に、図６に示すように、アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を使用し、射出成形法により、作用極、参照極、対極部が共に接液するよう試料室と試料注入口を有する、長さ３３ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚み２ｍｍのカバープレート１２を形成した。
【００７８】
次に、レーザー樹脂溶着機（ミヤチテクノス社製、型式：ＭＬ−５２２０Ｂ）を使用し、ベースプレート１１とカバープレート１２とを溶着し、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）センサを得た。
[イノシン酸（ＩＭＰ）センサの製作]
【００７９】
作用極（菌）上に、５’−ヌクレオチダ−ゼ酵素試薬を使用する以外は、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）測定センサと同様にして、イノシン酸（ＩＭＰ）センサを得た。
[実施例２]
[純化容器の製作と体液の採取]
【００８０】
孔径７ミクロンのポリエチレン繊維で、直径Ｄと、厚みＬとの比であるＬ／Ｄが、０．１の素材が、仕切り板とシリンジトップの間に配置されている以外は、実施例１と同様にして純化容器を得て、体液を採取した。
[アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）センサの製作]
【００８１】
実施例１と同様にして、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）センサを得た。
[イノシン酸（ＩＭＰ）センサの製作]
【００８２】
実施例１と同様にして、イノシン酸（ＩＭＰ）センサを得た。
[実施例３]
[純化容器の製作と体液の採取]
【００８３】
孔径７ミクロンのポリエチレン繊維と、孔径３ミクロンのポリエチレン繊維が連結し、直径Ｄと、厚みＬとの比であるＬ／Ｄが、０．２の素材が、仕切り板とシリンジトップの間に配置されている以外は、実施例１と同様にして純化容器を得て、体液を採取した。
[アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）センサの製作]
【００８４】
実施例１と同様にして、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）センサを得た。
[イノシン酸（ＩＭＰ）センサの製作]
実施例１と同様にして、イノシン酸（ＩＭＰ）センサを得た。
[実施例４]
[純化容器の製作と体液の採取]
【００８５】
図１０に示すように、アクリル樹脂（クラレ社製、パラペットＧＨ−Ｓ）を使用し、射出成形法により、重ね合わせることで一対の容器形状となる、片側長さが３０ｍｍ、幅３０ｍｍ、もう一方が長さ０．５ｍｍ、幅２８ｍｍの成形品を得た。
【００８６】
体液の採取では、片側長さ３０ｍｍの容器に核酸関連物質測定センサ６を配置し、次に生本マグロの赤身１０ｇ容器内に配置した後、長さ０．５ｃｍの容器を重ね合わせ、赤味を押し潰すことで体液を抽出し、センサ６内に体液を固定した。
[アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）センサの製作]
【００８７】
作用極、参照極、対極部が共に接液する開口部を有する以外は、実施例１と同様にして、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）センサを得た。
[イノシン酸（ＩＭＰ）センサの製作]
【００８８】
作用極、参照極、対極部が共に接液する開口部を有する以外は、実施例１と同様にして、イノシン酸（ＩＭＰ）センサを得た。
[実施例５]
[純化容器の製作と体液の採取]
【００８９】
実施例３と同様にして純化容器を得て、体液を採取した。
[アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）センサの製作]
【００９０】
過酸化水素選択膜として、酵素を有する作用極上に、厚さ０．２ミクロンの酢酸セルロース膜が被覆されている以外は、実施例１と同様にして、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）センサを得た。
[イノシン酸（ＩＭＰ）センサの製作]
【００９１】
過酸化水素選択膜として、酵素を有する作用極上に、厚さ０．２ミクロンの酢酸セルロース膜が被覆されている以外は、実施例１と同様にして、イノシン酸（ＩＭＰ）センサを得た。
[比較例１]
[体液の採取]
【００９２】
フードプロセッサー（パナソニック社、ＭＫ−Ｋ６０−Ｗ）を使用し、赤味１５０ｇを１分間かけて粉砕した。次に、テルモ社製シリンジ（未滅菌、５ｍｌ）を使用し、魚肉を含んだ体液を採取した。
[アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）センサの製作]
【００９３】
実施例１と同様にして、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）センサを得た。
[イノシン酸（ＩＭＰ）センサの製作]
【００９４】
実施例１と同様にして、イノシン酸（ＩＭＰ）センサを得た。
[比較例２]
[体液の採取]
【００９５】
テルモ社製シリンジ（未滅菌、５ｍｌ）を使用し、尾部の魚肉を押すことで、魚肉から染み出た体液を採取した。実施例で得た体液が赤色であったのに対し、魚肉を押すことで得た体液は白い半透明の液体であった。
[アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）センサの製作]
【００９６】
実施例１と同様にして、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）センサを得た。
[イノシン酸（ＩＭＰ）センサの製作]
【００９７】
実施例１と同様にして、イノシン酸（ＩＭＰ）センサを得た。
[比較例３]
[純化容器の製作と体液の採取]
【００９８】
実施例１と同様にして純化容器を製作し、体液を採取した。
[アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）センサの製作]
【００９９】
酵素試薬を固定していない以外は、実施例１と同様にして、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）センサを得た。
[イノシン酸（ＩＭＰ）センサの製作]
【０１００】
酵素試薬を固定していない以外は、実施例１と同様にして、イノシン酸（ＩＭＰ）センサを得た。
[活性酸素測定センサが検出する電流値の測定]
【０１０１】
上述した魚肉ａ〜ｆから搾取した試料について、実施例及び比較例の拡散関連物質センサを用いて電流を検出し、その電流値を測定した。電流値の測定は、ポテンシオスタット・ガルバノスタット（北斗電工株式会社、型式：ＨＡ―１５１）を使用した。
【０１０２】
作用極と参照極に直流１Ｖを印加した後、作用極に０．７Ｖの追加電圧を印加した。作用極上で過酸化水素が発生すると同時に、過酸化水素の電気分解によって、作用極と対極との間に電流が流れた。その電流値を測定した。電流値の測定は、核酸関連物質測定センサを、３７℃に設定されたプレート式のヒータ上に固定して行った。
【０１０３】
測定結果は、表１、及び図１４、１５に示す通りであった。
【０１０４】
【表１】
0005816912.tif 000002
表１はアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）、イノシン酸（ＩＭＰ）の、経過時間に対する電流値の関係を示す表であり、この表１から、比較例１〜３では、電流値の差がほとんどなく、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）、及びイノシン酸（ＩＭＰ）を検出することが困難であることが分かる。比較例１では、フードプロセッサーによる高いせん断力と発熱で、核酸関連物質が分解したものと推測される。比較例２では、採取された体液中に、たんぱく質と脂肪が多く含まれ、核酸関連物質の濃度が低かったものと推測する。比較例３では、酵素を固定していないため、特異性を持たず、核酸関連物質を検出することが困難であることが分かる。
【０１０５】
図１４のグラフから、実施例１〜５では、漁獲から経過した時間が短いほど、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）濃度を示す電流値が増大し、高速液体クロマトグラフによる測定結果との相関関係が良好であることが確認できる。実施例５では、過酸化水素選択膜を被覆した場合は、電流値が高くなることが確認できた。実施例２、３のポリエチレン繊維が純化容器に配置されている場合、作用極に付着しやすいたんぱく質を、繊維に吸着させることができ、更に、電流値が高くなることがわかる。
【０１０６】
また、図１５のグラフから、実施例１〜５では、漁獲から経過した時間が長くなるにつれて、イノシン酸（ＩＭＰ）を示す電流値が増大し、高速液体クロマトグラフによる測定結果との相関関係が良好であることが確認できる。
【符号の説明】
【０１０７】
１          純化容器
６          センサ
１０        バネ
【図２】
0005816912.tif 000003
【図５】
0005816912.tif 000004
【図６】
0005816912.tif 000005
【図７】
0005816912.tif 000006
【図８】
0005816912.tif 000007
【図９】
0005816912.tif 000008
【図１０】
0005816912.tif 000009
【図１１】
0005816912.tif 000010
【図１２】
0005816912.tif 000011
【図１３】
0005816912.tif 000012
【図１４】
0005816912.tif 000013
【図１５】
0005816912.tif 000014
【図１】
0005816912.tif 000015
【図３】
0005816912.tif 000016
【図４】
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